border=0


border=0

Meranie parametrov spektra modulovaných signálov

<== predchádzajúci článok | nasledujúci článok ==>

Ak je modulačný signál harmonický, potom je možné matematický model signálu modulovaného v amplitúde písať v tejto forme:

, (12.8)

Koeficient amplitúdovej modulácie je jedným z hlavných parametrov oscilácií AM:

,

Spektrum takéhoto signálu má tvar:

Obr. 12,6 AM signálové spektrum.

Na základe tohto matematického modelu signálu zvažujeme postup merania koeficientu amplitúdovej modulácie pomocou spektrálneho analyzátora.

Postup merania koeficientu amplitúdovej modulácie (CAM) sa v tomto prípade redukuje na meranie amplitúdy spektrálnej čiary na nosnej frekvencii pomocou spektrálneho analyzátora ( ) a amplitúdy spektrálnej čiary pri laterálnej frekvencii, napríklad ( ).

Na určenie KAM môžete použiť vzorec:

, (12.9)

Amplitúda týchto spektrálnych čiar sa zvyčajne určujú metódou stupnice, pre ktorú sa používa kalibračný signál. Chyba merania QAM je určená pravidlami určovania chýb nepriamych meraní, berúc do úvahy vyššie uvedený vzorec.

Absolútne a relatívne chyby merania QAM sa môžu určiť pomocou nasledujúcich vzorcov:

, (12.10)

, (12.11)

Naopak chyby pri meraní amplitúdy spektrálnych napäťových čiar sú určené množstvom komponentov, z ktorých hlavné sú:

Chyba kalibrácie ;

· Chyba čítania spôsobená konečnou šírkou lúča analyzátora;

· Dynamická chyba spôsobená zotrvačnosťou filtračných zariadení analyzátorov;

· Chyba merania spôsobená vonkajšou interferenciou (šum).

Vzhľadom na to, že v digitálnych analyzátoroch sa vyskytla chyba kvantizácie

, (12.12)

kde - kvantizačný krok; A je amplitúda signálu, ale prakticky neexistuje referenčná chyba, potom vzorce, ktoré určujú chybu pri meraní amplitúd pre štandardné (analógové) analyzátory ( ) a digitálne analyzátory sa líšia chybovými komponentmi:

, (12,13)

, (12.14)

Vo všeobecnosti sa presnosť merania amplitúd digitálnym analyzátorom zvyšuje, pretože chybový komponent je prakticky vylúčený: ,

Meranie parametrov frekvenčnej modulácie .

Pri frekvenčnej modulácii prechádza okružná frekvencia nosného signálu v súlade so zákonom modulačného signálu.

V prípade modulácie harmonickým signálom sa frekvenčne modulovaný signál zaznamená takto:

, (12.15)

kde - index frekvenčnej modulácie;

- odchýlka vysokofrekvenčného signálu (frekvenčná odchýlka).

V tomto prípade okamžitá frekvencia signálu FM a frekvenčná odchýlka je úmerná amplitúde modulačného napätia ( ) a nezávisí od frekvencie:

, (12.16)

Zvážte spektrálnu metódu na meranie parametrov signálu FM (metóda núl Besselovej funkcie). Je známe, že podľa harmonického zákona modulácie môže byť Fourierova séria signálu FM reprezentovaná ako:

, (12.17)

kde - Besselove funkcie prvého druhu - poradie.

Z tohto vzorca vyplýva, že amplitúda akejkoľvek spektrálnej zložky signálu obsahuje informácie o indexe frekvenčnej modulácie, t.j. tento index určuje distribúciu energie v signálovom spektre.

Vo všeobecnom prípade teda spektrum FM signálu, keď je modulované jednonázovým signálom, obsahuje veľké množstvo komponentov, ktorých frekvencie sú rovnaké ( ).

Obr. 12.7 Spektrum signálu FM.

Obr. 12.8 Funkcie prvého rádu Besselovej rádu nulového rádu.

Osobitný význam má výraz na pravej strane vzorca pre , t.j. nosné napätie:

, (12,8)

kde - Besselova funkcia prvého druhu argumentu nulového rádu, ktorá sa rovná indexu frekvenčnej modulácie ,

Amplitúda napätia sa mení podľa zákona o zmene Besselovej funkcie. Ak je index modulácie rovnaký korene Besselovej funkcie, amplitúda signálu nosnej frekvencie zmizne, t.j. zmizne zo spektra signálu FM. zmysel byť koreňom funkcie tvorí zvyšujúcu sa sekvenciu čísel (2,40; 5,52; 8,65; 11,79; 14,93 ...).

Na základe použitia uvažovaného javu bola vyvinutá metóda na meranie frekvenčnej odchýlky (index modulácie frekvencie), ktorá sa nazýva metóda miznúceho nosiča (nuly Besselovej funkcie). Podstatou tejto metódy je zaregistrovať na stupnici analyzátora spektrum okamihu, keď spektrálna zložka zmizne.

Na rozdiel od frekvenčnej odchýlky, ktorá závisí iba od amplitúdy modulačného signálu, index frekvenčnej modulácie tiež závisí od frekvencie modulačného signálu:

, (12.9)

Z tohto vzorca vyplýva, že metóda miznúceho nosiča sa môže realizovať oboma zmenami na a priamou zmenou frekvencie pri konštantnom napätí , Najrozšírenejšia metóda, keď je hladká zmena amplitúdy hodnota frekvencie modulačného napätia je udržiavaná konštantná.

Schéma, ktorá implementuje spôsob merania indexu frekvenčnej modulácie metódou zmiznutia nosiča, je znázornená na obrázku. Obvod obsahuje skúmaný generátor frekvenčne modulovaného signálu; generátor modulačného signálu, ktorého frekvencia sa môže merať pomocou merača frekvencie; spektrálny analyzátor, stanovujúci momenty, keď spektrálna zložka zmizne; správny merač odchýlok.

Obr. 12.9 Bloková schéma merača frekvenčnej modulácie.

Zvýšením amplitúdy modulačného signálu je možné určiť okamih zmiznutia nosiča. Tento moment zodpovedá prvému koreňu Besselovej funkcie, teda 2,4, a odchýlka frekvencie , Napríklad, keď kHz kHz. meniace sa , môžeme skonštruovať modulačnú charakteristiku študovaný zdroj signálu FM.

Namiesto spektrálneho analyzátora môžete použiť vysokokvalitné úzkopásmové rádio s príslušným dosahom, ktoré je možné prispôsobiť nosnej frekvencii. , V tomto prípade by mala byť šírka pásma prijímača menšia ako dvojnásobok hodnoty najnižšej modulačnej frekvencie ,

Táto metóda je vysoko presná. Chyba merania je menšia ako 0,2% a je určená najmä presnosťou zaznamenávania okamihu, keď amplitúda spektrálnej zložky zmizne.

Nevýhodou tejto metódy je veľká zložitosť a obmedzený rozsah nameraných hodnôt frekvenčnej odchýlky ( ), čo sa vysvetľuje zložitosťou registrácie úbytku spektrálnej zložky signálu pri indexoch vysokej modulácie.

<== predchádzajúci článok | nasledujúci článok ==>





Prečítajte si tiež:

Metódy spektrálnej analýzy signálov

Plánovanie experimentu na nájdenie optimálnych podmienok

Meracie transformátory prúdu a napätia

Zariadenie a princíp činnosti elektronického osciloskopu

Meracie mechanizmy s usmerňovačmi a tepelnými meničmi

Zapisovače grafov - prístroje na výstup merania teploty

Automatizácia merania

Zariadenia na štúdium parametrov elektrických signálov

Klasifikácia elektronických meracích prístrojov

Digitálne osciloskopy

Metódy merania magnetických veličín

kompenzátory

Meracie mostíky a kompenzátory

Meranie vysokonapäťových zariadení - Lokátor poškodenia impulzmi

Späť na obsah: Metódy a prostriedky merania elektrických veličín

Pozreté: 9456

11.45.9.23 © edudocs.pro Nie je autorom publikovaných materiálov. Poskytuje však možnosť bezplatného použitia. Došlo k porušeniu autorských práv? Napíšte nám | Spätná väzba .